掺杂金属的染料敏化TiO2纳晶薄膜光电极的制备方法技术

本发明专利技术属于染料敏化太阳能电池的ＴｉＯ↓［２］纳晶薄膜光电极的制造技术领域，特别涉及掺杂金属的染料敏化ＴｉＯ↓［２］纳晶薄膜光电极的制备方法。本发明专利技术的薄膜光电极是由混有掺杂金属的ＴｉＯ↓［２］纳晶颗粒和具有光散射性能的大颗粒ＴｉＯ↓［２］的胶体在导电基底上涂敷并进行热处理后形成的多孔结构纳晶薄膜光电极。一方面，金属掺杂后，不但增加了载流子的数量从而明显提高了导电率，而且可以改变ＴｉＯ↓［２］能带的位置进而提高光电压，另一方面，大颗粒ＴｉＯ↓［２］的引进增强了光散射和氧化还原离子的扩散，进而一定程度上改善了ＴｉＯ↓［２］纳晶薄膜光电极的吸光效率。本发明专利技术制备方法简单，易于操作，特别适用于染料敏化ＴｉＯ↓［２］纳晶薄膜光电极的工业化生产制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于染料敏化太阳能电池的Ti02纳晶薄膜光电极的制造技术领 域，特别涉及由含有光散射效应的大颗粒Ti02和掺杂金属的Ti02纳晶颗粒的 胶体制备掺杂金属的染料敏化Ti02纳晶薄膜光电极的方法。
技术介绍
一方面，在染料敏化太阳能电池中，纳米尺度的Ti02半导体由于具有合 适的禁带宽度、耐光腐蚀性能好、光电转换效率高等特点而于近年来得到了 广泛应用。染料敏化Ti02纳晶薄膜由Ti02纳晶颗粒相互连接形成多孔网络状 结构，这种结构既提供了电子输运通道，又提供了供染料吸附的大比表面积。 吸附在纳晶薄膜表面的光敏分子染料吸收光能是染料敏化太阳能电池光电转 换的前提，提高光吸收效率是提高电池光电转换效率的一个重要关键。另一 方面，改进Ti02纳晶多孔薄膜电极以进一步提高染料敏化太阳能电池的光电 转换效率也开始成为人们的研究热点。染料敏化太阳能电池中，敏化分子染 料受光激发产生电子，光生电子注入到Ti02导带中，然后由导带通过外电路 传输从而形成光电流；在此过程中保证电子在纳晶薄膜内的高速传输是影响 光电转换效率至关重要的因素。掺杂金属的Ti02纳晶颗粒一方面可以改变半导体的性能，作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂金属的染料敏化ＴｉＯ↓［２］纳晶薄膜光电极的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：　（１）将钛盐与溶剂混合配制成钛盐溶液，将金属掺杂剂和溶剂混合配制成金属掺杂剂溶液；然后将钛盐溶液与金属掺杂剂溶液混合进行水解反应，其中，混合液中的金属掺杂剂中的金属含量是钛盐质量的０．１％～５％；反应后的混合液放入高压釜中，在温度为１５０℃～２４０℃下进行水热反应，反应时间是４小时～２４小时；将水热反应结束后的乳浊液进行旋转蒸发，直至得到的掺杂金属的ＴｉＯ↓［２］胶体中掺杂金属的ＴｉＯ↓［２］纳晶颗粒的质量百分含量达到１２％；　（２）在步骤（１）制得的掺杂金属的ＴｉＯ↓［２］胶体中，加入是胶体质量１％...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：檀伟伟，张敬波，方艳艳，刘佳，林原，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]